ارائه‌کننده: فاطمه مؤمنی             

استاد راهنما: دکتر  وحید احمدی

استاد ناظر داخلی اول: دکتر محمدکاظم مروج فرشی

استاد ناظر داخلی دوم: دکتر سارا درباری کوزه کنان

استاد ناظر خارجی اول: دکتر احمد مشاعی 

استاد ناظر خارجی دوم: دکتر سیده مهری حمیدی سنگدهی 

تاریخ: ۱۴۰۵/۰۳/۲۰ 

ساعت: ۹ تا ۱۱ 

مکان:  اتاق شورا طبقه هفت شماره 710

چکیده:

تولید هارمونیک سوم (THG)، یک فرآیند نوری غیرخطی است که در آن فوتونی با فرکانس سه برابر فوتون‌های فرودی، تولید می‌شود. این پدیده حاصل برهم‌کنش نور متمرکز با شدت بالا (پرتوی لیزر) و ماده است. THG امکان دستکاری نوری و تبدیل طول موج فروسرخ نزدیک (NIR) به مرئی را ایجاد می‌کند. این تبدیل فرکانسی در زمینه‌هایی نظیر طیف‌سنجی، تصویربرداری، حسگر‌ها، لیزرها و تقویت‌کننده‌های نوری کاربرد دارد. 

فراسطح‌ها بنا بر ویژگی‌های ذاتی نظیر محصورسازی قوی نور، پشتیبانی از انواع تشدید‌ها نظیر تشدید Mie و حالات مقید در پیوستار (BIC) علاوه بر حوزه خطی در حوزه غیرخطی نیز مورد توجه هستند. THG با بیشینه بهره تبدیل فرکانسی نیازمند تشدیدهایی با فاکتور کیفیت بالا در فرکانس اصلی و کاهش حداکثری تداخلات نوری در فرکانسی غیر از فرکانس هارمونیک سوم است.  با دستکاری عامل تشکیل BIC، حالات شبه BIC (q-BIC) ایجاد می‌شوند که فاکتور کیفیت بسیار بالایی دارند. q-BICها در فراسطح‌ها به عنوان حالات تشدیدی با فاکتور کیفیت بسیار بالا، پاسخگوی نیاز فرآیندهای غیرخطی به محصورسازی قابل توجه نور و تطبیق فاز است.

در این پژوهش با پیشنهاد سه فراسطح مختلف، مبانی تشکیل و تحریک حالات مقید در پیوستار محافظت شده با تقارن (SP-qBIC)، ناحیه بریلوئن تاشده (BZF-qBIC) و تصادفی (AC-qBIC) برای تبدیل طول موج NIR به مرئی مورد بررسی قرارگرفت. در این راستا، مدل شبیه‌سازی برای پاسخ خطی و غیرخطی فراسطح ارائه می‌شود. بر اساس مدل پیشنهادی، توزیع میدان نزدیک و دور، طیف انتقال یا بازتاب، انرژی الکتریکی ذخیره شده، بسط چندقطبی و فاکتور کیفیت در فرکانس اصلی و توزیع میدان نزدیک و دور، طیف توان تولیدی و بهره تبدیل فرکانسی در فرکانس هارمونیک سوم محاسبه می‌شود. تاثیر مشخصه‌های پرتوی نور فرودی و ابعاد فراسطح نیز بررسی می‌شود. با تحریک AC-qBIC و SP-qBIC در فراسطح پروسکایتی، SP-qBIC در فراسطح سیلیکونی/پلیمری و BZF-qBIC در فراسطح سیلیکونی، به ترتیب بهره فرکانسی 1.610^-7، 3.110^-4 و 5.110^-2 حاصل شد. فراسطح دوم وسوم نسبت به قطبش نور فرودی هم حساس هستند که کنترل پذیری افزاره پیشنهادی را افزایش می‌دهد.